悬浇桥梁盆式支座施工工艺2.doc

悬浇桥梁盆式支座施工工艺

1、概述
　　某桥梁上部结构为变截面连续箱梁，在施工过程中发现主墩的1个25000KN的盆式支座安装错误，按设计要求为双向活动支座（GPZ（II）25SX），安装成了固定支座（GPZ（II）25GD）。此时悬浇施工已完成0#块及1#块位置，总荷载达1200T。经分析此支座将影响到以后桥梁的温度位移，必须更换。

2、处理方案
　　本桥为变截面连续箱梁，挂篮悬浇施工。原有的施工方案是：临时支撑采用在主墩墩身周围埋设两排钢筋，另外在墩身两侧0#块下各设置了一排混凝土临时支撑，以上临时支撑均已施工完毕。根据以往施工经验，现浇箱梁桥梁更换支座时，采用千斤顶顶升后换支座的方案。此时必须解除临时固结的钢筋，固结钢筋解除后再恢复就比较困难。在此桥中，因上部0#块没有丝毫的下沉，就可大大简化支座置换工艺。
　　这次更换盆式支座的程序为：凿除已筑成的支座垫石20cm，取出固定盆式支座。换上双向活动支座，用千斤顶向上顶紧支座，旋紧上螺栓，再安装并旋紧下螺栓后，立模重新浇筑垫石混凝土。
　　这里，墩身箱梁及挂篮等的上部荷载主要由墩身周边的临时固结混凝土条来承担。临时固结必须能承受上部箱梁及挂篮重量才行。如图1、2所示，墩身周边在支座边的混凝土临时固结为28cm×50cm×200cm的混凝土条，混凝土标号为C30，此段混凝土中有钢筋Φ28/20根；另一段混凝土条为28cm×50cm×150cm，这段混凝土中没有临时固结钢筋；墩身周边除混凝土条以外，都用砖砌形成环形小挡墙。

　　图1墩顶支座平面图图

图2 墩顶支座侧面图
　　临时固结混凝土支撑的受力验算如下：
　　现桥梁施工至1#块，砼块件及挂蓝总重量约为1200T。
　　（1）第一种假设，上部结构的力由墩顶全幅混凝土临时固结来承担，压应力为：1200/（（0.28×2+0.28×1.5）×4）=306T/m2=3.06Mpa
　　（2）第二种假设，上部结构的力由墩顶半幅混凝土临时固结来承担，压应力为：1200/（（0.28×2+0.28×1.5）×2）=306T/m2=6.12Mpa
　　按第二种假设计算临时支撑混凝土的压缩量仅为:
　　6.12Mpa×0.5m/(3×104Mpa)=1×10-4m=0.1mm,即压缩量很小。
　　而C30允许压应力为10.5Mpa，所以凿除支座后，由临时固结来承担箱梁的重量是可行的。在施工时，应加强观测临时固结周边是否产生混凝土的劈裂。

　　图3支座螺丝螺母图
　　本支座的地脚螺栓埋置如图所示，地脚螺栓与固定螺栓之间用联接螺母联接。

3、施工步骤及工艺
　　（1）施工准备
　　把悬臂施工箱梁的临时支撑按原有施工方案支撑好。支撑采用60cm×70cm的混凝土预制柱子，柱子安装后与箱梁底部处的联接采用现浇混凝土，以确保联接的紧密。临时支撑在墩身的顺桥向前后各3根，共6根混凝土柱子，设于箱梁的腹板处。
　　在墩身侧面，换支座的一侧搭设好工作平台。平台采用大钢管（Φ53cm）与型钢搭设，施工平台必须搭设牢固，因为在平台上要操作破碎混凝土的机具，并要拖拉及安放支座等。
　　凿除墩身上的砌砖。原来墩身前后两侧是浇注200cm和150cm长的砼条，间隔用砖块砌筑联接，墩身左右两侧也是用砖块砌筑，中间用黄砂填筑，黄砂上用竹胶板做箱梁底模浇筑0#块箱梁。清除干净砖块、黄砂及竹胶板等。
　　（2）凿除支座垫石
　　此支座垫石的高度为15cm，采用开孔机凿除垫石混凝土。在开孔机凿除混

　　图4开孔机凿除垫石

图5凿出地脚螺栓
　　凝土前，先用人工凿出支座的四个地脚螺栓。主要是为了不破坏埋在墩身内的地脚螺栓，在后面安装新支座时还要利用这几个地脚螺栓。另外也是避免开孔机打伤螺栓及损坏开孔机。
　　开孔机必须固定在墩身上，这样才能打出直的穿透支座垫石的孔。开孔机的钻头直径采用5cm，因支座垫石到墩身边有一段距离，开孔机使用时要用加长杆。开孔时在支座垫石上逐个紧靠着开孔，然后就可方便地凿除剩余混凝土。
　　（3）取出盆式支座
　　支座垫石凿除干净后，此时支座由原有的四个下螺栓的联接器顶住。如图3所示支座的下螺栓长11cm，穿过厚5.5cm的下钢板，又有5.5cm长的螺栓旋入联接螺母内，通过联接螺母与地脚螺栓联接。而本支座的上下螺栓之间的间隙为8cm，不足以旋出螺栓，所以本方案把下面的联接螺母割掉。割除联接器时要注意地脚螺栓的高度，不能割到地脚螺栓（如图3所示，地脚螺栓有55mm伸入联接器内）。割除下螺栓前，用千斤顶或型钢把支座支撑住，以防掉下来。割除下面的联接器及下螺栓后，就可以旋下上螺栓了，上螺栓不用破坏，上螺栓的联接器浇筑在箱梁混凝土内也不破坏它。
　　在支座下面放置小钢管滑道，用链条葫芦把支座拉出来。
　　（4）安装更换的支座
　　支座的安装顺序，基本上与支座的拆除顺序相反。先把上、下螺栓都安装在支座上，把支座从滑道推入箱梁底，初步就位，再用千斤顶顶起支座，垫好垫块，精确就位到上面螺栓的联接螺母处，在千斤顶顶紧支座后旋紧上螺栓。旋紧螺栓前在支座上钢板上面涂一层环氧树脂，环氧树脂涂层要饱满，在向上顶紧支座时，使环氧树脂涂层挤压溢出，保证上钢板与箱梁之间紧密接触。
　　因为固定支座与双向活动支座的螺栓孔的位置不同，在取出原来的固定支座时，不能破坏原有浇筑在砼梁体内及墩身内的地脚螺栓及联接螺母（上面的联接螺母保留，下面的联接螺母已割除，需配新的螺母），所以，需把双向活动支座的螺栓孔位按固定支座的孔位进行改正。
　　另外，下面地脚螺栓的联接螺母也应在支座放入就位前安装上去，并要把联接螺母的螺纹全部旋下去，不然支座安装的高度不够，会顶住支座下钢板使支座放不进去。等支座上螺栓安装好以后再把下螺栓与联接器旋上，联接器往上旋，同时下螺栓往下旋，直至下螺栓旋紧并与支座钢板紧密为止。
　　（5）浇筑支座垫石
　　立好模板后，就开始浇筑垫石混凝土。支座垫石的重新浇筑在本方案中也是一个比较重要的工序。垫石混凝土浇筑好以后不能有空隙。本次采用了KL-50灌浆料代替混凝土支座垫石，灌浆料具有自密、膨胀的性能，灌浆料的强度为C50。为了保证

图6安装支座图

7浇筑完成垫石
　　垫石混凝土的密实，垫石的浇筑高度比原垫石略高些，标高控制到支座下钢板的一半厚度处。同时从垫石混凝土中用一根钢管引出到外面，使钢管高于支座垫石，在浇筑完成前从钢管中灌入灌浆料，使垫石处的混凝土承受一定的压力，以保证混凝土的密实。支座垫石浇筑前按要求绑扎好垫石钢筋，清洗干净墩身处的杂物。

4、注意事项
　　（1）、在桥梁施工过程中，应特别注意支座的安装。
　　（2）、更换支座宜尽量早。在此桥支座发现安装错误后，在方案讨论时，有一种想法认为可以到箱梁合拢体系转换前再换支座。这种想法不可靠。那时，箱梁的荷载要比刚发现问题时大得多了。实施难度较大。所以必须及时纠正。
　　（3）、箱梁与墩身之间的高度要计算好，高度必须满足安装及螺栓安装的要求。其实这个高度主要是支座垫石的高度要满足要求，因为箱梁与墩身之间的高度主要为支座与垫石的高度，有些支座上面有上垫石，支座与上垫石的尺寸不能动了，只有下垫石满足取出支座的高度才行。
　　（4）、临时固结和垫块混凝土的强度必须计算好，并有足够的富余，尽量做到可忽略混凝土压缩量。
　　（5）、不同支座的螺栓孔不一致，要改正支座的螺栓孔，螺栓孔要加工好。

5、结束语
　　经过一周的施工，通过凿除支座垫石的方法，成功将悬浇箱梁的支座更换了。此方法更换支座对梁体受力的影响可忽略不计，达到了预期的效果。这种更换盆式支座的实践，可以为类似桥梁的支座更换提供参考。